Drukarka 3D zrób to sam. Czy mogę zrobić drukarkę 3D własnymi rękami?

Wydanie pierwszych urządzeń do drukowania 3D wywołało wiele entuzjastycznych opinii. Rzeczywiście, jest to jeden z najbardziej uderzających wydarzeń w segmencie IT na początku XXI wieku. W tej chwili drukarki trójwymiarowe na tyle mocno wkroczyły w wyspecjalizowane obszary oprzyrządowania, przemysłu i innych dziedzin. Firmy, które potrzebują bardzo wydajnego producenta sprzętu dla małych części, chętnie kupują drukarkę 3D. Cena, która wynosi około 100 tysięcy rubli, nie zatrzymuje ich, ponieważ urządzenie technologiczne płaci za siebie.

Jeśli chodzi o wykorzystanie w domu, takie inwestycje rzadko są uzasadnione, ponieważ istnieje sens w nabywaniu takiego sprzętu. Samo zapotrzebowanie na takie urządzenie zwykle tłumaczy się ciekawością i chęcią eksperymentowania. Chociaż oczywiście istnieje wiele przykładów, w których drukarki 3D są aktywnie wykorzystywane w życiu codziennym. W każdym razie metody samodzielnego wytwarzania innowacyjnych urządzeń w ostatnich latach zyskały wielu zwolenników. Zainteresowanie "produkcją trójwymiarową" potęguje sukces domowych rzemieślników.

Z czego jest wykonana drukarka?

Jak zwykle dzieje się w twórczości własnej, pole do realizacji pomysłów jest nieograniczone. Każdy mistrz opracowuje swoje przepisy i technologie, które pozwalają zrealizować ten pomysł. Mimo to niemożliwe jest wykonanie drukarki 3D własnymi rękami bez specjalnych instrukcji. Początkowo przykładem dla pierwszych entuzjastów były produkty Z Corporation i 3D-Systems. Największy wkład w rozwój branży urządzeń samoobsługowych miał RepRap, który opracowuje zestawy do drukarek z drukowaniem trójwymiarowym.

W rzeczywistości przed każdym, kto zdecyduje się na podobny produkt, pojawia się dylemat: użyj zestawu, który wymaga jedynie montażu lub zakupu komponentów oddzielnie. Każdy sam rozwiązuje odpowiedź na to pytanie, ale drukarka 3D własnymi rękami może być wykonana tylko wtedy, gdy posiadasz odpowiednią wiedzę i umiejętności techniczne, których zdecydowanie potrzebujesz w procesie produkcyjnym.

Elementy mechaniczne

Niezależnie od tego, czy gotowy pakiet został zakupiony, czy też zdecydowano się na zakup części składowych niezależnie (najlepiej w Chinach), żaden pojedynczy zespół drukarki 3D nie jest kompletny bez następujących elementów:

• elementy złączne, z którymi uformowana jest rama urządzenia;
• metalowe prowadnice do ruchomych elementów;
• koła zębate, na podstawie których będą zapewnione przekazywanie z napędów elektrycznych do ruchomych jednostek;
• platforma, która będzie specjalnym polem do produkcji przedmiotów;
• urządzenie grzewcze i termoelement, z którym będzie monitorowana temperatura.

Główny zespół

Proces montażu zależy od zestawu komponentów. Przy odpowiednim podejściu można go zrealizować za pomocą oka - ale w tym przypadku konieczne jest ścisłe przestrzeganie konfiguracji położenia napędu elektrycznego, prowadnic i głowicy wytłaczarki wzdłuż osi. Bez specjalnego zestawu można złożyć własną drukarkę 3D z arkuszami ze sklejki, odpowiednimi śrubami i zaciskami.

Silnik jest przymocowany do każdej osi i działa jako źródło zasilania systemu pasa, który jest odpowiedzialny za poruszanie się wzdłuż prowadnic. Również na jednej z osi powinien znajdować się zespół napędowy, przez który będzie wykonywany ruch platformy. Kolejna oś, zamocowana na górze drukarki 3D, pozwoli na ruch wytłaczarki.

Urządzenia elektrotechniczne

Dla tych, którzy decydują się na niezależne poszukiwanie komponentów, część mechaniczna może być wykonana z materiałów złomu. Ale aby zrobić drukarkę 3D własnymi rękami, potrzebujesz również elektroniki, bez której zakupu nie będziesz w stanie zrobić. Aby zaimplementować tę część, wymagany jest następujący zestaw:

• przełączniki, które będą odpowiedzialne za ograniczenie drukowania w obszarze "roboczym" wzdłuż głównych osi;
• silniki krokowe;
• płyta z mikrokontrolerem - ten komponent jest jednym z najważniejszych: zapewnia drukowanie na drukarce 3D i kontroluje pozycje karetki.

Ponadto potrzebna jest wytłaczarka z czujnikiem termicznym. To on będzie działał jako materiałowy konwerter od stałego do miękkiego stopu.

Okablowanie elektroniki

Na tym etapie konieczne jest zrealizowanie instalacji centralnego pręta (podpory) i głowicy wytłaczarki, na której zależy działanie drukarki 3D, a w szczególności techniki drukowania. Następnie nastąpi podłączenie witryny do drukowania i elementów grzejnych. Ostatecznie pozostanie podłączenie płytki drukowanej i zapewnienie podłączenia kabli do nagrzewnic, wskaźników zasilania i temperatury. Połączenie przewodowe podobnie jak inne operacje, nie spowodują problemów dla tych, którzy znają podstawowe zasady inżynierii radiowej. Pod wieloma względami przebieg pracy jest podobny do instalowania zworek na komputerowej "płycie głównej".

Ważne jest, aby pamiętać, że niezawodność ramki w dużej mierze zależy od tego, jak wysokiej jakości druk zostanie wykonany na drukarce 3D, więc wszystkie klipsy, łączniki i połączenia powinny być wykonane tak dokładnie, jak to możliwe - bez odchyleń w proporcjach i spójności.

Ponadto w tym miejscu należy zapewnić możliwość wycofania "działającej" strony. Podczas pracy nieuchronnie konieczne będzie jego wyczyszczenie, aby klipy można było łatwo odłączyć. By the way, specjalne zestawy mają zamki ZIP, które pozwalają łatwo naprawić płytkę drukowaną. Jednak ich jakość jest rzadko wysoka, więc powinieneś być przygotowany na zastąpienie elementów ustalających.

Praca z nadzieniem sprzętowym

Kod przetwarzany przez krajalnicę jest przesyłany do pamięci operacyjnej urządzenia, po czym mikrokontroler rozpoczyna swoją pracę. Podczas wykonywania algorytmu elektronika może być regulowana w zależności od stanu czujników termicznych. Ponadto system steruje parametrami, zgodnie z którymi wytłaczarka porusza się w drukarce 3D i śledzi charakterystykę temperatury. Jakość uzyskanego obiektu trójwymiarowego będzie zależeć od poprawności dozowania i wytłaczania materiałów eksploatacyjnych.

Precyzyjne drukowanie i jego zwiększenie

Oprócz ustawienia kontrolera, silnik krokowy odgrywa znaczącą rolę w parametrach karetki, co bezpośrednio decyduje o dokładności drukowania. Natychmiast należy zwrócić uwagę, że drukarka 3D wytwarzana w domu, której cena wyniesie od 30 do 50 tysięcy rubli, będzie niewątpliwie kosztować mniej niż korporacyjna. Pożądane jest, aby zapewnić mu mocny napęd elektryczny. Ta mini-jednostka służy do poruszania głowicą wytłaczarki i określa czułość swojej pracy. Na przykład przy obrocie wrzeciona o 360 stopni liczba stopni silnika elektrycznego wyniesie odpowiednio 200, co zapewni dokładność 5 mikronów. Jeśli liczba kroków wynosi 400, dokładność wynosi 2,5 mikrona. Dzięki temu napęd o największej liczbie kroków będzie w stanie zagwarantować wyższą dokładność.

Oprogramowanie

Głównym zadaniem programu dla drukarki 3D jest przetłumaczenie trójwymiarowego modelu wirtualnego na algorytm, który kontroler może zrozumieć. Ponadto, zgodnie z parametrami tego kodu, obiekt zostanie wytworzony przez dokładne wycięcie w formie, w której model został zapisany na komputerze. W związku z tym należy zauważyć, że nie każdy plik nadaje się do drukarki - dziś format STL jest częściej używany. Nie spowoduje to konwersji pracy, ale do późniejszego przetworzenia kodu i dostarczenia go do mikrokontrolera, potrzebne jest odpowiednie oprogramowanie.

W urządzeniach markowych firmy opracowują oprogramowanie przeznaczone dla konkretnych modeli. W rzeczywistości są to proste programy do drukarki 3D, zwane również krajalnicami. Aplikacje takie jak Skineforge, Slic3r i Kisslacer radzą sobie z takimi funkcjami. Do owocnej pracy potrzebny jest edytor 3D, który zapisze puste miejsca w pliku STL. Należy zauważyć, że przy korzystaniu z dużych modeli drukarka może nieprawidłowo ciąć z powodu niedostatecznej powierzchni platformy. Rozwiązaniem takich problemów jest elementarny podział wirtualnego obiektu na kilka części.